Energy storage, per stabilizzare e potenziare le rinnovabili

Molti ritengono che attualmente l’accumulo di energia sia una delle limitazioni più importanti per una maggiore diffusione dell’uso di fonti di energia rinnovabili e questo anche perché , nelle sue diverse forme, è ancora costoso e complesso da realizzare a causa di alcune limitazioni tecnologiche. Sinora, infatti, sono utilizzati su larga scala soltanto gli impianti di pompaggio idroelettrico (energia potenziale gravitazionale).
Per l‘energy storage di può ricorrere comunque numerosi tipi di tecnologie, anche se non bisogna dimenticare che sono in stadi completamente differenti di evoluzione. Il Solar Energy Report dell’Energy & Strategy Group del Politecnico di Milano per esempio evidenzia dettagliatamente le principali. Per quelle per i sistemi off-grid, quelli cioè non direttamente connessi alla rete, si possono utilizzare le batterie che rientrano in tre tipologie principali: batterie a piombo/acido, batterie ad alta temperatura e batterie agli ioni di litio. Per il primo tipo, inoltre, occorre distinguere fra i componenti tradizionali e quelli che usano tecnologie più avanzate come GEL/AGM (Absorbed Glass Material). Nel primo caso si tratta di dispositivi decisamente consolidati dal punto di vista tecnologico che hanno tipicamente una vita utile di 200/300 cicli, una efficienza del 75/80% e una energia specifica di 15/25 Wh/kg. I costi sono molto contenuti, almeno relativamente ad altre tecnologie, ma necessitano di frequenti manutenzioni. In sintesi, oltre alla vita utile non elevatissima, si aggiungono come svantaggi principali i tempi di ricarica piuttosto lunghi e una efficienza energetica limitata. Le batterie di questo segmento basate su nuove tecnologie, invece, sono caratterizzate da un energia specifica di 20/40 Wh/kg, offrono una vita utile di 8-10 anni e necessitano di una manutenzione minore. Il problema però risiede nel costo è circa doppio rispetto alle batterie tradizionali.
Per le batterie ad alta temperatura, le due tecnologie disponibili sono quelle sodio/zolfo e sodio/nichel. Nel primo caso si tratta di unità caratterizzate da una vita utile relativamente lunga, 2500/4000 cicli, una efficienza dell’85/90% e una energia specifica di 200 Wh/kg. Gli inconvenienti principali sono invece legati agli elevati costi di produzione. La tecnologia sodio/nichel offre invece una energia specifica di 100/120 Wh/kg e un vita utile di 2000/4000 cicli, ma questi componenti hanno tempi di scarica inferiori. Entrambe le tecnologie offrono inoltre l’indipendenza dalla temperatura esterna, ma va considerato anche che le loro temperature di esercizio sono di circa 250/300 gradi.
Le batterie con tecnologia agli ioni di litio, infine, offrono una energia specifica di 110/160 Wh/kg e una vita di 5000/7000 cicli, con una efficienza superiore al 90% e ridotte necessità di manutenzione. Anche in questo caso però i costi di produzione sono elevati, e occorrono anche particolari sistemi di ricarica. Un altro limite di questa tecnologia è la sensibilità alla temperatura esterna.